Proces obróbki cieplnej płyty ze stopu tytanu Β21s

Stwierdzono, że stop tytanu Β21s ma nie tylko doskonałą odporność na utlenianie, ale także odporność na korozję tego stopu jest poprawiona o jeden do dwóch rzędów wielkości w porównaniu ze zwykłym stopem tytanu. Stop ma dobrą plastyczność w temperaturze pokojowej w stanie stałym, dzięki czemu ma dobre właściwości obróbki na gorąco i na zimno i może być stosowany do obróbki wyrobów z blachy lotniczej. Głównymi elementami stabilizującymi stopu są molibden i ren o wysokiej temperaturze topnienia, co sprawia, że ​​stop ma dobrą odporność na utlenianie i może być stosowany do produkcji części do długotrwałego stosowania w środowiskach o wysokiej temperaturze do 500 stopni. Obecnie Stany Zjednoczone wykorzystują blachę ze stopu tytanu 21s do produkcji części gondoli silnika samolotu Boeing 777, a także wysokotemperaturowych części promu kosmicznego i tytanowych materiałów kompozytowych. Jednakże nie opisano systemu obróbki roztworem stałym do formowania płyt ani systemu starzenia stosowanego w przypadku części.

W związku z tym naukowcy zbadali wpływ różnych temperatur roztworu stałego na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej płyt ze stopu tytanu 21s, a następnie wybrali różne temperatury starzenia, aby zbadać wpływ temperatur starzenia na właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej i w wysokich temperaturach płyt ze stopu tytanu z lat 21. Blacha ze stopu tytanu 21s.

Pierwotna gąbka tytanowa, ziarna aluminium, pośredni stop aluminiowo-germanowy, pośredni stop tytanowo-molibdenowy i inne surowce są jednorodnie mieszane, prasowane i spawane w elektrody zużywalne na własne potrzeby, a następnie trzykrotnie topione w próżniowym elektrycznym piecu łukowym na własne potrzeby o masie 1000 kg w celu wytworzenia 21s . Gotowe wlewki ze stopów tytanu oraz skład chemiczny wlewków są zgodne z wymaganiami amerykańskiej normy ASTM B265. Wlewki są podgrzewane w obszarze fazy -, a następnie kute w obszarze fazy (+) w celu uformowania wlewków o wymiarach 60 mm x 400 mm x 600 mm. Następnie płytę walcuje się na gorąco w strefie fazowej (+) do grubości 6 mm. Na koniec płyty walcowano na zimno do grubości 2 mm i testowano po wytrawieniu i oczyszczeniu powierzchni. Do zbadania temperatury roztworu stałego i starzenia wybrano cztery temperatury roztworu stałego (800, 815, 830 i 845 stopni × 10 min, chłodzenie powietrzem) i trzy temperatury starzenia (550, 600 i 680 stopni × 8 godzin, chłodzenie powietrzem). Wpływ temperatury na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne płyty ze stopu tytanu 21s. Wyniki testu są następujące:

(1) Płyta ze stopu tytanu 21s w roztworze stałym o wysokiej temperaturze, wraz ze wzrostem temperatury roztworu stałego wytrzymałość roztworu stałego maleje, a plastyczność wzrasta.

(2) Roztwór stały i właściwości mechaniczne starzenia blachy ze stopu tytanu 21s mają duży związek z wyborem temperatury starzenia. Wraz ze wzrostem temperatury starzenia wytrzymałość stopu na starzenie maleje, a plastyczność wzrasta.

(3) Arkusz stopu tytanu 21s może uzyskać wymaganą plastyczność obróbki w temperaturze pokojowej po roztworze stałym w temperaturze 845 stopni. Po starzeniu w temperaturze 600 stopni wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej może osiągnąć ponad 1200 MPa, a wydłużenie można utrzymać na poziomie ponad 10%. Tymczasem jego wytrzymałość na rozciąganie w wysokiej temperaturze 500 stopni może osiągnąć ponad 700 MPa.